【文章內(nèi)容簡介】 型周期 ,減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力 。 5）減小返修成本提高模具一次試模成功的可能性是 CAE 分析的一大優(yōu)點(diǎn)。反復(fù)地試模、修模要耗損大量的時間和金錢 ,此外 ,未經(jīng)反復(fù)修模的模具 ,其壽命也較長。 (3) 注塑成型 ,注塑者可望在制件成本、質(zhì)量和可加工性方面得到 CAE 技術(shù)的幫助。 1）更加寬廣更加穩(wěn)定的加工”裕度”流動分析對熔體溫度、模具溫度和注射速度等主要注塑加工參數(shù)提出一個目標(biāo)趨勢 ,通過流動分析 ,注塑者便可估定各個加工參數(shù)的正確值 ,并確定其變動范圍。會同模具設(shè)計(jì)者一起 ,他們可以結(jié)合使用更經(jīng)濟(jì)南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁 的加工設(shè)備 ,設(shè)定最佳的模具方案。 2）減小塑件應(yīng)力和翹曲 ,選擇最好的加工參數(shù)使塑件殘余應(yīng)力最小。通常殘余應(yīng)力會使塑件在成型后出現(xiàn)翹曲變形 ,甚至發(fā)生失效。 3）省料和減少過量充模 ,流道和型腔的設(shè)計(jì)采用平衡流動 ,有助于減少材料的使用和消除因局部過量注射所造成的翹曲變形。 4）最小的流道尺寸和回用料成本流動分析有助于選定最佳的流道尺寸。對于注塑者來說 ,這就意味著減少澆道部分塑料的冷卻時間 ,就能縮短整個注射成型的時間 ,以及減少澆道部分塑料的體積。 CAE 分析 （ 1）最佳澆口位置分析 本文分析的制品為收音機(jī)外殼，首先在 UG 中創(chuàng)建實(shí)體模型，保存為 IGS 格式 ,再導(dǎo)入到 MPI(Moldflow Plastics Insight) 中。先用 Moldflow 軟件能根據(jù)幾何模型自動地生成網(wǎng)格。只需輸入模型劃分網(wǎng)格的平均邊長，系統(tǒng)就能自動地劃分。該產(chǎn)品采用 fusion 格式進(jìn)行網(wǎng)格劃分 ,輸入平均邊長為 5mm。 網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖 。 選擇 ABS 材料后單擊分析，電腦會對塑件的澆口位置進(jìn)行分析。圖 就是生成報告里面的最佳澆口位置的圖片。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁 圖 圖 最佳澆口分析 由圖片可以看出適合本塑件 模具的最佳澆口應(yīng)該在藍(lán)色的部位，即中間地帶。 （ 2）模擬充填分析 1） 充填時間 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁 它主要通過不同的顏色顯示了熔體流動時的形狀變化以及充模過程，查看該結(jié)果可以知道型腔是否充滿，充填過程是否平衡等。 圖 。 圖 單澆口充填分析 圖 雙澆口充填分析 分別比較單澆口和雙澆口的充填時間可以發(fā)現(xiàn)單澆口的時間是 秒，雙澆口的充填時間南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁 為 秒。單澆口的時間稍微少了一點(diǎn)。 2)平均速度 單澆口 和雙澆口的平均速度分別如圖 和 圖 圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁 通過比較單澆口和雙澆口的平均流動速度可以看到單澆口的速度快。但是 ABS 材料的流動并不均勻，容易導(dǎo)致充填不均勻使塑件達(dá)不到成型的效果。 3）速度壓力切換時的壓力 單澆口和雙澆口的速度壓力切換時的壓力圖分別如圖 和 圖 圖 從分析的到得結(jié)論以及綜合考慮來看采用雙澆口的方式更適合此塑件的成型。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁 4）鎖 模力 如圖 圖 圖 雙澆口鎖模力 采用注射模 CAE 技術(shù) ,在模具制造前對塑件的填充和冷卻過程進(jìn)行模擬 ,并進(jìn)行翹曲分析 ,以便及時改進(jìn)設(shè)計(jì)方案和工藝方案 ,從而有效提高了模具的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量 , 降低了試模修模的費(fèi)用和生產(chǎn)成本。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 14 頁 第 3 章 塑件材料及工藝性 材料分析 該產(chǎn)品的成型材料是 ABS。 基本特性： ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使 ABS 具有良好 的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使 ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使 ABS 堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 ABS 無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為～ 179。 ABS 有極好的抗沖壓強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70176。 C 左右，熱變形溫度為 93176。 C 左右。耐氣候性差，在紫外線作用下變 硬變脆；主要用途： ABS 廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具等；成型特點(diǎn)： ABS 在升溫時粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大， ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)注意盡量減少澆口對流道的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在 50～ 60176。 C，要求塑件光澤和耐用時，應(yīng)控制在 60～ 80176。 C。 工藝分析 （ 1）該塑件尺寸不大，一般精度等級。屬于中等難度的塑料模具。包括了模具的基本結(jié)構(gòu)，其 中有一處外側(cè)抽芯，內(nèi)側(cè)抽芯五處（五處內(nèi)側(cè)抽芯基本尺寸及結(jié)構(gòu)均一致）。 （ 2）為滿足制品表面質(zhì)量要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。 （ 3）為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理，型腔和型芯均采用整體鑲嵌式結(jié)構(gòu)。 （ 4） ABS 在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度 5??。 防止頂角； ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理； ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，要注意澆口位置防止和減少熔接痕；在正常的 成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。模具溫度應(yīng)控制在 60176?！?80176。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁 制件的成型方法及參數(shù) 熱塑性塑料指定采用注射成型，本設(shè)計(jì)選用熱塑性塑料 ABS，可用注射成型。 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選定的原料 ABS，可擬定如下工藝參數(shù)）。 塑料名稱： ABS 密度（ g/cm179。）： ～ 計(jì)算收縮率（ %）： 模具溫度（℃）： 50～ 60 注射壓力（ MPa）： 60～ 100 成型時間（ s）： 注射時間 15～ 60；加壓時間 0～ 3； 冷 卻時間 20～ 90；總周期 50～ 160 適應(yīng)注射機(jī)類型：螺桿式 確定型腔數(shù)目 （ 1） 計(jì)算制品的體積和重量 通過三維制圖 UG軟件測量得 : 單件塑件面積 S=27765 ㎜ 2 。單件 塑件體積 V=18837 ㎜ 3 查有關(guān)資料可知 ABS 的密度為 ～ 。 （ 2） 型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點(diǎn)來確定 1）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目和總成型加工費(fèi)用最小的原則 ,并略準(zhǔn)備時間試生產(chǎn)原材料費(fèi)用 ,僅考慮模具加工費(fèi)和塑件 成型加工費(fèi)。 2）根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。 3）根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 ,根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ,每加一個型腔制品尺寸精度要降低 4%,對于高精度制品 ,由于多型腔模具難以保證各 型腔的成型條件一致 ,故推薦型腔數(shù)目不超過 4個。 （ 3）根據(jù)本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及尺寸精度要求采用一腔一模 由于單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好，成型工藝條件容易控制，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制造周期短等特點(diǎn)，并結(jié)收音機(jī)外殼，所以采用單型腔模 具。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 16 頁 第 4 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 制件在模具中的位置 （ 1）型腔的布置 主要考慮制件在分型后能保留在動模上以便脫模，并結(jié)合制件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)將型腔設(shè)置在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動模側(cè)。 （ 2）分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)的設(shè)計(jì)則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的 加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 綜合考慮以上的設(shè)計(jì)原則并結(jié)合該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和質(zhì)量要求，應(yīng)采用階梯分型面。如圖 粗實(shí)線所示。 圖 分型面 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 17 頁 確定澆口形式及位置 對澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一般應(yīng)遵循如下基本原則： （ 1）了解塑料的成型性能 （ 2）盡量避免或減少 熔接痕 （ 3）有利于型腔中氣體排出 （ 4）防止型芯的變形和嵌件的位移 （ 5）盡量采用較短的流程充滿型腔 （ 6）流動距離比和流動面積比的校核 為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設(shè)計(jì)原則并結(jié)合制件質(zhì)量要求，本模具應(yīng)采用側(cè)澆口，由兩處澆口進(jìn)料。澆口位置如圖 42所示 澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 d=（ ～ ） 24 A? (41) 式中 d— 澆口直徑（ mm） ? — 塑件在澆口處的壁厚（ mm） A— 型腔的表面積㎜ 2 d=（ ～ ） 13491≈ 1mm (澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取 d=1mm) 澆口錐角取 015?? 澆口傾斜角取 015?? 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)噴嘴 與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定錐度。 1）主流道設(shè)計(jì)成圓錐型，其錐角為 2176?！?6176。，內(nèi)壁粗糙度 Ra取 分流道截面設(shè)計(jì)成圓型截面，加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大為常用形式。圓形截面分流道的直徑可以根據(jù)塑料的流動性等因素確定，該塑料件采用 ABS 塑料，流動性為中等，所以選圓形截面。根具經(jīng)驗(yàn)分流道的直徑可以取 d=5～ 6mm。根據(jù)型腔在分型面上的排布情況設(shè)置分流道。 2）主流道大端成圓角，半徑 r=1～ 3mm，以減小料轉(zhuǎn)向過度時的阻力。 3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況 下，主流道盡可能短，一般小于 60mm，過長南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 18 頁 則會影響流體的順利充型。 4）對于小型模具可將澆口套